2022中国人工智能芯片行业研究报告亿欧智库 https://www.iyiou.com/researchCopyright reserved to EqualOcean Intelligence, February 2022 前言随着人工智能新兴产业的高速发展，传统的芯片已不能满足人工智能产业对芯片性能及算力等方面的要求。因此，如何构建出高效的人工智能芯片，将芯片技术与人工智能技术有效地结合起来成为当前的热点话题。人工智能芯片领域的研究，或将科技发展推向一个更高的阶层。亿欧认为，人工智能芯片作为人工智能及相关应用的基础与核心，必将迎来光明的未来。本报告对AI芯片主流类型进行拆解分析，展现中国人工智能芯片的发展现况，探究其发展的困境和机遇，希望能为广大从业者和各方关注人士提供有益的帮助。本报告核心观点：政策扶持和市场需求仍是人工智能芯片发展的主要驱动力。据亿欧智库测算，2025年，中国人工智能核心产业市场规模将达到4000亿元，其中基础层芯片及相关技术的市场规模约1740亿元。四大类人工智能芯片（GPU、ASIC、FGPA、类脑芯片）及系统级智能芯片在国内的发展进度层次不齐。用于云端的训练、推断等大算力通用芯片发展较为落后；适用于更多垂直行业的终端应用芯片如自动驾驶、智能安防、机器人等专用芯片发展较快。超过80%中国人工智能产业链企业也集中在应用层。未来，中国人工智能芯片行业挑战与机遇并存。技术上，由于基础理论、关键设备等仍落后与国际一流水平，瓶颈较难突破，因此芯片制造环节仍有所差距，但垂直行业应用的芯片设计及相关企业的数量上，中国仍占据较为优势的地位；在算法上，除了创新计算范式的研发，“数据孤岛”问题也将在政策的指导下得到解决，为AI算法提供更大量、更准确的数据集进行学习与训练；应用上，消费电子、自动驾驶、智慧安防、机器人等仍是较为主流的应用方向，政策指导使产业获得更好的联动性，同时，人工智能逐步横向往媒体、医疗、教育等行业渗透与拓展。总体来看，人工智能芯片的发展仍需基础科学积累和沉淀，因此，产学研融合不失为一种有效的途径。充分利用企业、高校、科研机构等多种不同的教育环境与教育资源，将理论知识传授与产业工程实践、科研实践相结合，培养并积累人工智能领域优质人才，维持中国人工智能及芯片行业的可持续发展。2 中国人工智能芯片行业发展现状人工智能芯片行业解读01. 技术层面02. 应用层面03. 典型企业中国人工智能芯片行业的挑战与机遇二三一目录CONTENTS 一、.中国人工智能芯片行业发展现状 研究主体界定：面向人工智能领域的芯片及其技术、算法与应用5应用层终端产品智慧金融智慧医疗教育无人驾驶营销智能安防智能制造智慧城市智慧零售智能家居技术层通用技术自然语言处理计算机视觉语音识别机器学习算法机器学习增强学习 深度学习技术框架分布式储存分布式计算 神经网络基础层数据通用数据行业大数据系统智能云平台大数据平台硬件GPU/FPGA等加速硬件智能芯片在场景应用中，利用人工智能学科技术解决生产生活的问题。常用的算法与技术等，解决人工智能应用中的核心计算问题。人工智能应用中完成大量运算所需的硬件、模型训练所需的数据及数据处理平台等。来源：公开资料、亿欧智库整理“无芯片不AI ”, 以AI芯片为载体实现的算力是人工智能发展水平的重要衡量标准。广义的AI芯片：专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的模块，即面向人工智能领域的芯片均被称为AI芯片。狭义的AI芯片：针对人工智能算法做了特殊加速设计的芯片。本报告将对针对狭义的AI芯片即人工智能算法做特殊加速设计的四种主流芯片GPU、ASIC、FPGA、类脑芯片以及系统级AI芯片技术、实现AI的主流算法及在场景中的应用情况进行解析。 AI芯片的发展历程：模仿人脑建立的模型和算法与半导体芯片发展交替进行6来源：张臣雄《AI芯片--前沿技术于创新未来》、公开资料、亿欧智库整理亿欧智库：人工智能与半导体芯片的发展进程对照神经网络模型半导体芯片19401960198020002020晶体管第一块芯片感知器CPU(MCU)Hopfield网络FPGA神经网络芯片GPU新的DNN算法基于深度学习的AI芯片类脑芯片人工智能算法需要在计算机设备上实现，而芯片又是计算机设备运作的核心零件，因此AI芯片的发展主要依赖两个领域：第一个是模仿人脑建立的数学模型与算法，第二个是半导体集成电路即芯片。优质的算法需要足够的运算能力也就是高性能芯片的支持。亿欧智库2019年发布AI芯片行业研究报告认为，人工智能于芯片的发展分为三个阶段：第一阶段由于芯片算力不足，神经网络算法未能落地；第二阶段芯片算力提升，但仍无法满足神经网络算法需求；第三阶段，GPU和新架构的AI芯片促进了人工智能的落地。目前，随着第三代神经网络的出现，弥合了神经科学与机器学习之间的壁垒，AI芯片正在向更接近人脑的方向发展。 中国政策环境：在政策的引导支持下，中国人工智能芯片市场持续快速发展7亿欧智库： 2016-2021年中国人工智能芯片相关政策梳理年份政策相关内容2016年发改委《互联网+”人工智能三年行动实施方案》对人工智能芯片发展方向提出多项要求，并促进智能终端可穿戴设备的推广落地。2017年国务院《新一代人工知恩感发展规划》重点突破高效能、可重构类脑计算芯片和具有计算机成像功能的类脑视觉传感器技术，研发具有学习能力的高效能类脑神经网络架构和硬件系统，实现具有多媒体感知信息理解和智能增长、尝试推理能力的类脑智能系统。2017年工信部《关于促进新一代人工智能产业发展三年行动计划》按照“系统布局、重点突破、协同创新、开放有序”的原则，在深入调研基础上研究提出重点发展智能传感器、神经网络芯片、开源开放平台等关键环节，夯实人工智能产业发展的软硬件基础。2019年《关于促进人工智能和实体经济深度融合的指导意见》把握新一代人工智能的发展特点，结合不同行业，不同区域特点，探索创新成果应用转化的路径和方法，构建数据驱动、人机协同、跨界融合的智能经济形态。2021年《“十四五”规划纲要和2035远景目标纲要》我国新一代人工智能产业将着重构建开源算法平台，并在学习推理与决策、图像图形等重点领域进行创新，聚焦高端芯片等关键领域。来源：公开资料、亿欧智库整理芯片产业是信息产业的核心部件与基石。当前，我国芯片高度依赖进口非常不利于国家安全与行业发展。因此，近年来国家高度关注人工智能芯片产业的发展，发布一系列产业支持政策，为人工智能芯片行业建立了优良的政策环境，促进行业的发展。2021年，《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》指出，“十四五”期间，我国新一代人工智能产业将聚焦高端芯片等关键领域。从国家战略高度为人工智能芯片行业建立了优良的政策环境。各地方也根据各自的背景与条件，发布促进和扶持人工智能产业发展的方案方针。截止2021年9月，包括北京、天津、上海、江苏、福建等20余省、市、地区发布人工智能相关政策，进一步支持引导人工智能及芯片产业发展。 中国市场环境：需求是主要驱动力，边缘/终端芯片市场将持续增长。8来源：工信部、公开资料、亿欧智库整理2018年12月，中央经济会议把人工智能与5G、工业互联网、物联网等定义为新型基础设施建设，各行业数字化转型加速，产生了更多样化的人工智能产业应用数据和更复杂的深度学习算法需求。目前，中国人工智能产业链中，应用层企业比例超过80%，结合场景的应用落地是人工智能产业的主要驱动力。根据亿欧智库数据，中国人工智能企业的十大应用技术领域中，计算机视觉、机器人、自然语言处理、机器学习、生物识别占比居前五；企业服务、机器人和通用方案以及安防、汽车是AI应用的主要方向，边缘/终端芯片需求将持续增长。 市场规模测算：市场规模平稳增长，产业融合加速来源：工信部、信通院、亿欧智库测算亿欧智库：中国人工智能核心产业市场规模（单位：亿元）亿欧智库：2019-2025年中国AI芯片市场规模（单位：亿元）9人工智能整体市场已从2020年的疫情影响中恢复，同时，随着技术的成熟以及数智化转型升级，内在需求增加，中国人工智能核心产业市场规模将持续平稳增长，预计2025年将达到约4000亿元。随着大算力中心的增加以及终端应用的逐步落地，中国AI芯片需求也持续上涨。2021年疫情缓解，市场回暖，产生较大增幅；类脑等新型芯片预计最早于2023年进入量产，因此2024及2025年或有较大增长，预计市场规模将于2025年达到1740亿元。CAGR=31.2%CARG=42.9% 中国投资环境：资本持续进入，交易金额均超亿元10来源：亿欧数据、IT桔子等，亿欧智库整理亿欧智库：2021年中国人工智能芯片交易事件及金额 （截止2022年1月）人工智能芯片国内投资事件数量人工智能芯片国内投资事件金额（单位：亿元）亿欧智库：中国人工智能芯片交易事件（部分）-截止2022年1月企业时间阶段金额燧原科技2021-01-05C轮18亿元沐曦集成电路2021-01-18Pre-A轮数亿元天数智芯2021-03-01C轮12亿元壁仞科技2021-03-30B轮数十亿元智砹芯半导体2021-04-07A轮数亿元地平线2021-06-10C系列15亿美元埃瓦智能2021-07-16A轮数亿元星云智联2021-07-23Pre-A轮数亿元后摩智能2021-07-27A轮未披露灵汐科技2021-08-19战略投资未披露芯启源2021-11-03A轮数亿元安路科技2021-11-12已上市13.03亿元瀚博半导体2021-12-20B轮16亿元中科驭数2021-12-21A+轮数亿元墨芯2022-01-12A轮数亿元深聪智2022-01-11A轮数亿元相较2020年，人工智能领域投资数量有所减少，但单笔投资规模呈上升趋势。AI芯片产业也持续有资本进入，单笔融资金额均超亿元。截止2022年1月，2021年中国人工智能芯片相关领域融资事件共计92起，总金额约300亿人民币。 中国人工智能芯片人才市场：各领域人才缺口仍较大，国家开始重视人才培养112018年4月《高等学校人工智能创新行动计划》•加快人工智能领域学科建设，支持高校在计算机科学与技术学科设置人工智能学科方向；•加强人工智能领域专业建设，推进“新工科”建设，形成“人工智能+X”复合专业培养新模式；•加强人工智能领域人才培养，加强人才培养与创新研究基地的融合，完善人工智能领域多主题协同育人机制。•构建人工智能多层次教育体系。2020年1月《“双一流”建设高校促进学科融合加快人工智能领域研究生培养的若干意见》•鼓励人工智能龙头企业根据产业技术的最新发展和对人才培养的最新需求，提供试验实践环境，对高校教师开展培训；•以双聘等灵活聘用方式吸引企业和科研院所优秀人才到高校开展科学研究和人才培养;•依托“双一流”建设高校，建设国家人工智能产教融合创新平台，鼓励企业参与共建，在资金、项目等方面优先支持。注：人才供需比=进入该岗位的人才意向数量/岗位需求数量亿欧智库：人才培养相关政策来源：工信部人才交流中心数据库，亿欧智库整理AI芯片的实现包含软件和硬件两个方面。既需研究高效率的智能算法，同时要研究如何将这些算法结合在半导体硅片上，形成最终的产品。目前，仍有部分企业在人才招聘中遇到不少阻碍，人才缺乏、成本高是主要的问题。根据工信部人才交流中心发布的数据显示，人工智能不同技术方向岗位的人才供需比均低于0.4，其中人工智能芯片岗位人才供需比为0.32，机器学习、自然语言处理等技术人才供需仅0.2。国家也开始重视人工智能相关人才的培养，中央及各地方政府出台了多个人才培养与引进相关政策；在2018-2021年，超过300所高校开设了人工智能专业；部分企业也开始与高校进行合作，以产学研合作教学模式共同培养综合能力突出的优质人才。亿欧智库：中国人工智能技术方向岗位供需情况 中国AI芯片产业图谱12亿欧智库：中国人工智能芯片产业图谱来源：